葉翠仙，楊文斌，徐劍瑩，陳祖建，廖 瑞，鐘 柱

(1 福建農(nóng)林大學(xué) a 藝術(shù)學(xué)院，b 材料工程學(xué)院，福建 福州 350002；2 中南林業(yè)科技大學(xué) 材料與工程學(xué)院，湖南 長沙 412004)

軋孔單板-塑料復(fù)合無醛膠合板的熱壓工藝研究

葉翠仙1a，楊文斌1b，徐劍瑩2，陳祖建1a，廖 瑞2，鐘 柱2

(1 福建農(nóng)林大學(xué) a 藝術(shù)學(xué)院，b 材料工程學(xué)院，福建 福州 350002；2 中南林業(yè)科技大學(xué) 材料與工程學(xué)院，湖南 長沙 412004)

【目的】 根據(jù)高密度聚乙烯塑料薄膜(HDPE)熔融后黏度大的特點，確定生產(chǎn)軋孔尾巨桉單板/HDPE復(fù)合無醛膠合板(簡稱WPCP)的可行性和熱壓工藝參數(shù)。【方法】 利用數(shù)字顯微鏡揭示W(wǎng)PCP界面的微觀形態(tài)特征，通過單因素試驗分析WPCP的熱壓工藝條件(熱壓溫度、熱壓壓力、熱壓時間)對其膠合強度、靜曲強度(MOR)和彈性模量(MOE)的影響，確定WPCP的熱壓工藝條件。【結(jié)果】 單板表面的軋孔處理可以提高塑料薄膜的滲透性，在各單板層之間形成“樹枝狀膠釘”薄膜結(jié)構(gòu)；在熱壓溫度170～180 ℃、熱壓壓力1.0～1.2 MPa、熱壓時間 8～10 min的條件下，WPCP膠合強度、靜曲強度(MOR)和彈性模量(MOE)分別為1.21～1.32 MPa，42.76～65.81 MPa 和6 678.43～8 348.93 MPa，其MOR和MOE的值均達(dá)到普通膠合板的性能要求，可以生產(chǎn)出符合國家 Ⅰ 類膠合板膠合強度要求的無醛木塑膠合板。【結(jié)論】 綜合考慮生產(chǎn)成本和復(fù)合板性能指標(biāo)，確定優(yōu)化工藝因子為熱壓溫度170 ℃，熱壓壓力1.0 MPa，熱壓時間10 min，WPCP的MOR、MOE分別為64.13和8 167.57 MPa，相當(dāng)于中等硬材水平。

軋孔單板；塑料薄膜；無醛膠合板；木塑復(fù)合膠合板；熱壓工藝

木塑復(fù)合材料(Wood plastic composite，WPC)是當(dāng)前木材科學(xué)與技術(shù)研究中能充分、合理利用速生材資源和廢棄塑料的重要技術(shù)戰(zhàn)略[1-3]，因其兼具木材和塑料的諸多優(yōu)良性能而具有廣闊的應(yīng)用前景[4-5]。木塑復(fù)合材料的復(fù)合形式包括實木浸注復(fù)合工藝和直接復(fù)合工藝2種類型，國內(nèi)外研究中直接復(fù)合工藝仍以擠出、注塑成型為主[6-7]。平壓工藝法是直接復(fù)合工藝中未被推廣應(yīng)用的一種木塑復(fù)合工藝，是基于傳統(tǒng)膠合板生產(chǎn)工藝的一種新型木塑復(fù)合材料的制備方法，即以木材單板為基本體，以熱塑性塑料薄膜替代膠黏劑制備木塑復(fù)合膠合板[7]。王正等[6]、常亮等[7]采用平壓工藝法對楊木速生材單板/低密度聚乙烯塑料薄膜制備木塑復(fù)合膠合板的熱壓工藝進(jìn)行了研究，獲得了最佳熱壓工藝條件，產(chǎn)品的膠合強度能滿足Ⅱ類膠合板要求。由于聚乙烯薄膜熔化后黏度較大，不易快速在單板表面均勻鋪展，直接影響其在木材表面和細(xì)胞孔隙中的滲透程度，所以復(fù)合板的膠合強度等物理力學(xué)性能受到很大影響。關(guān)于木材單板/塑料薄膜復(fù)合膠合板的表面膠合機(jī)理及提高木塑復(fù)合板物理力學(xué)性能的工藝方法等研究國內(nèi)外尚未見報道。本試驗擬對速生材尾巨桉(Europhylla×Egrandis)單板表面進(jìn)行軋孔處理以增加木塑復(fù)合膠合板熱壓過程的膠合面積，提高膠合強度等力學(xué)性能，重點研究單板表面軋孔處理后與高密度聚乙烯薄膜膠合界面的微觀結(jié)構(gòu)及復(fù)合板的熱壓工藝方法，以增加木塑復(fù)合材料新品種，進(jìn)而為擴(kuò)大速生材制備無醛人造板新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料準(zhǔn)備

尾巨桉(Europhylla×Egrandis)旋切單板，厚度2.0～2.5 mm，表面經(jīng)過軋孔機(jī)械處理以增加膠合強度。將單板置電熱恒溫箱中干燥至平衡含水率為6%～8%，裁切規(guī)格為300 mm×300 mm。加入不同助劑、抗氧劑預(yù)制成型的熱熔性高密度聚乙烯塑料薄膜(由福州綠源科技有限公司提供)，塑料薄膜體積質(zhì)量約0.91 g/cm3，厚度0.12 mm，薄膜的裁剪幅面與單板相同，以單層聚乙烯塑料薄膜作為黏結(jié)材料。

1.2 試驗設(shè)備

單板表面軋孔機(jī)械自制，軋針直徑1 mm；另有QD-100型試驗熱壓機(jī)、AGS-500B型萬能力學(xué)試驗機(jī)、KH-7700型數(shù)字顯微鏡(美國科視達(dá)中國有限公司)、HH.W21-420型電熱恒溫箱及數(shù)顯恒溫水浴鍋。

1.3 試驗設(shè)計與方法

1.3.1 單板表面軋孔處理 根據(jù)膠合理論，機(jī)械膠合是由于膠液滲入木材表面敞開的管孔和木材細(xì)胞的孔隙中，固化后形成“膠釘”而獲得較高的膠合強度，膠黏劑的滲透程度將影響膠合強度的大小[8-12]，膠黏劑對多孔木材的滲透性一直被認(rèn)為是膠合過程的關(guān)鍵[12]，為了增強熔化后高黏度聚乙烯塑料薄膜對尾巨桉單板的滲透性，擬采用自制的單板表面軋孔機(jī)械在尾巨桉單板雙面軋出20～30個/cm2盲孔，軋孔針直徑為1 mm，孔深1～1.5 mm，孔隙分布隨機(jī)。軋孔處理后的單板備用。

1.3.2 試驗工藝流程 軋孔尾巨桉單板/HDPE復(fù)合無醛膠合板(WPCP)的熱壓工藝流程如圖1所示。其中各單板層之間按相鄰層單板纖維方向相互垂直的原則進(jìn)行組坯，試驗條件下冷處理的方法是用冷卻水將熱壓板溫度快速降低到40 ℃，保壓5 min，取出后陳放1 d再進(jìn)行試件鋸制。

1.3.3 試驗方法 試驗以5層尾巨桉單板/HDPE復(fù)合膠合板為研究對象，試件幅面規(guī)格為300 mm×300 mm。在前期準(zhǔn)備試驗基礎(chǔ)上采用單因素試驗方法，其中固定工藝參數(shù)為：熱壓溫度170 ℃，熱壓壓力1.0 MPa，熱壓時間10 min；變動工藝參數(shù)為：熱壓溫度分別取160，170，180 和190 ℃ 4個水平，熱壓壓力分別取0.8，1.0，1.2和1.5 MPa 4個水平，熱壓時間分別取5，8，10和12 min 4個水平。每一個工藝條件下壓制3塊5層結(jié)構(gòu)木塑膠合板，從每塊板中鋸制3塊試件，每項力學(xué)性能參數(shù)各測定9個試件再取平均值，分析熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時間3個因素對復(fù)合板性能的影響規(guī)律。

圖1 WPCP熱壓試驗的工藝流程

1.4 測定項目及方法

1.4.1 WPCP膠合界面的微觀形態(tài)分析 復(fù)合板膠合界面的微觀形態(tài)利用KH-7700型數(shù)字顯微鏡進(jìn)行觀察比較，試件統(tǒng)一制作成50 mm×50 mm規(guī)格，可以分別觀察2個橫斷面的形貌，放大倍數(shù)分別為30倍和50倍。

1.4.2 WPCP膠合強度的測定 試件膠合強度依據(jù)GB/T 9846.7-2004《膠合板：7.試件的鋸制》[13]及GB 9846.12-1988《膠合板膠合強度的測定》[14]等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行測定，本試驗按Ⅰ類膠合板標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。

1.4.3 WPCP彎曲彈性模量與靜曲強度的測定 參照GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》[15]進(jìn)行試件制作與測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 WPCP膠合界面的微觀形態(tài)

尾巨桉單板/塑料薄膜之間的膠合主要依靠機(jī)械膠合的作用[16]。單板表面未經(jīng)軋孔處理時，熔融狀態(tài)的高密度聚乙烯薄膜黏度較大，無法滲透到單板表面和木材細(xì)胞孔隙中形成深層的“膠釘”，只能在單板與單板之間形成薄膜層將兩者膠接起來，如圖2-a所示。單板表面經(jīng)軋孔處理后，在固定工藝參數(shù)，即熱壓溫度170 ℃、熱壓壓力1.0 MPa、熱壓時間10 min條件下制備木塑復(fù)合板，為便于觀測膠合界面微觀形態(tài)，高密度聚乙烯塑料采用紅色薄膜，試件斷面在KH-7700型數(shù)字顯微鏡下放大30倍和50倍所觀測到的結(jié)果如圖2-b，c所示。

圖2 WPCP膠合界面的微觀結(jié)構(gòu)

圖2-b,c顯示，軋孔處理提高了熔融狀態(tài)聚乙烯薄膜在單板表面的滲透性，塑料薄膜在兩單板之間形成了明顯的深層“膠釘”。由于孔隙分布是隨機(jī)的，所以兩單板之間的“膠釘”無明顯規(guī)律性。從整體來看，圖2所示試樣斷面呈現(xiàn)了2種類型的形貌特征，即無孔膠合界面與有孔膠合界面，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是：人工林桉樹單板內(nèi)含物較豐富，單板表面滲透性差，黏度較大的熔融狀態(tài)的高密度聚乙烯塑料薄膜無法滲透到單板深層結(jié)構(gòu)，只在單板層表面之間形成一層薄膜，而有軋孔的孔隙部位大大改善了單板表面的滲透性，明顯形成了流體通道。從圖2-b，c所示的膠合界面可以明顯看到，熔融狀態(tài)的高密度聚乙烯塑料薄膜已滲透進(jìn)孔隙中，孔隙中的薄膜與單板層之間的薄膜固化后形成交叉的“膠釘”，相鄰的單板層之間就能形成不規(guī)則但連續(xù)的“樹枝狀膠釘”，從而將相鄰2層單板緊密地連接在一起，明顯提高了木塑復(fù)合板的膠合性能。

2.2 熱壓溫度對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.2.1 膠合強度 從圖3可以看出，熱壓溫度對WPCP的膠合強度有明顯影響，在熱壓單位壓力為1 MPa、熱壓時間為10 min的工藝條件下，隨著熱壓溫度的升高，WPCP的膠合強度呈增加趨勢,當(dāng)溫度從160 ℃上升到170 ℃時，膠合強度增加較快，從170 ℃升高到180 ℃，膠合強度略有提高，并在180 ℃時達(dá)到最大，為1.24 MPa，較160 ℃時增加了121.4%；隨著溫度從180 ℃繼續(xù)升高到190 ℃, 膠合強度開始逐漸下降。其原因與高密度聚乙烯薄膜的熔點有關(guān)，理論上高密度聚乙烯薄膜的熔點是142 ℃[17-18]，但根據(jù)前期的準(zhǔn)備試驗觀察發(fā)現(xiàn)，預(yù)制成型的高密度聚乙烯薄膜直接置于熱壓板上能快速呈熔融狀態(tài)的溫度約為150 ℃，考慮到傳熱的溫差效應(yīng)，為了使聚乙烯塑料薄膜充分熔化且具有較好的流動性，本試驗選擇的最低熱壓溫度為160 ℃。當(dāng)熱壓溫度為170 ℃時足以使聚乙烯塑料薄膜快速熔化并在單板表面擴(kuò)展、滲透，冷卻固化后能形成“樹枝狀膠釘”，此時測定的試件膠合強度為1.21 MPa，略低于180 ℃的膠合強度。當(dāng)繼續(xù)提高熱壓溫度到190 ℃時，將使厚度較小(約0.12 mm)的聚乙烯薄膜大量滲透到單板表面密集的孔隙中，導(dǎo)致單板之間局部缺少薄膜層，反而使復(fù)合板的膠合強度降低。因此，從生產(chǎn)效率和節(jié)約能耗的角度考慮，選擇170 ℃作為優(yōu)化的熱壓溫度。

圖3 熱壓溫度對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.2.2 靜曲強度與彈性模量 從圖3可以看出，熱壓溫度對WPCP靜曲強度與彈性模量影響顯著，在固定工藝參數(shù)，即熱壓壓力1 MPa、熱壓時間10 min的工藝條件下，隨著熱壓溫度從160 ℃升高到170 ℃, WPCP的靜曲強度與彈性模量均呈增加趨勢, 其中靜曲強度增加了67.5%，彈性模量增加了65.8%；當(dāng)熱壓溫度從170 ℃繼續(xù)升高到190 ℃時，WPCP的靜曲強度與彈性模量均呈降低趨勢，其中靜曲強度減小了50.8%，彈性模量減小了38.1%。這是因為熱壓溫度為160 ℃時，5層復(fù)合板的厚度使各單板層之間聚乙烯薄膜的熔化不夠充分，特別是中間層的薄膜無法滲透到單板表面軋制的孔隙中，也就不能形成“樹枝狀膠釘”，從而影響了復(fù)合板的靜曲強度與彈性模量。當(dāng)熱壓溫度為170 ℃時，此時的溫度足以熔化各單板層之間的聚乙烯薄膜，并使之滲透到單板表面的孔隙中形成“膠釘”，同時高溫和壓力的作用使復(fù)合板的表面單板密實化，甚至發(fā)生彈塑性變形，從而提高了表層單板的力學(xué)性能。圖3顯示，熱壓溫度為170 ℃時，WPCP的靜曲強度與彈性模量均達(dá)到最高，分別為64.13和 8 167.57 MPa。當(dāng)熱壓溫度再升高達(dá)到180和190 ℃時，熱壓溫度會使木材中的某些高分子化合物從玻璃態(tài)向橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變,結(jié)果使木材細(xì)胞結(jié)構(gòu)和一些物理及機(jī)械性能發(fā)生改變[19-20]。另外，過高的溫度會使聚乙烯薄膜大量滲透到單板表面密集的孔隙中，造成單板之間局部缺少薄膜層，從而無法形成連續(xù)的塑料薄膜膠合層，造成復(fù)合板局部應(yīng)力集中；同時熱壓后的復(fù)合板表面單板有明顯的炭化跡象，這些因素都會造成復(fù)合板的靜曲強度與彈性模量等力學(xué)性能下降。由此可見，選擇170 ℃的熱壓溫度可以使WPCP獲得最高的靜曲強度與彈性模量。

2.3 熱壓壓力對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.3.1 膠合強度 熱壓壓力是尾巨桉單板與聚乙烯塑料薄膜之間實現(xiàn)膠合的主要外因, 壓力不僅可以使單板與薄膜緊密接觸，還可以使熔融狀態(tài)的薄膜進(jìn)一步滲透到單板表面的孔隙形成不同形態(tài)的“膠釘”[10]。從圖4可以看出，熱壓壓力對WPCP膠合強度有比較明顯的影響，在熱壓溫度為170 ℃、熱壓時間為10 min時，隨著熱壓壓力從0.8 MPa增加到1.0 MPa, WPCP的膠合強度增加了67.1%，并在熱壓壓力為1.0 MPa時達(dá)到最高值；當(dāng)熱壓壓力從1.0 MPa再升高到1.5 MPa時，膠合強度又逐漸下降。這是因為聚乙烯塑料薄膜熔融后黏度較大，熱壓板所施加的外力必須使薄膜層在單板之間處于緊密接觸狀態(tài)下冷卻固化。當(dāng)熱壓壓力小于1.0 MPa時，單板與薄膜層之間接觸不夠緊密，所以影響了復(fù)合板的膠合強度；當(dāng)熱壓壓力超過膠合界面形成“膠釘”所必須的壓力值(1.0 MPa)時，熔融狀態(tài)的塑料薄膜在較大壓力條件下無法進(jìn)一步擴(kuò)展，且隨著單板的壓縮率增加，可能將單板表面的孔隙壓潰，無法形成較均勻的“樹枝狀膠釘”，結(jié)果導(dǎo)致復(fù)合板的膠合強度降低。在較大熱壓壓力條件下制備的試件，測定膠合強度時出現(xiàn)了相對較高的木材破壞率，在試件膠合強度沒有提高的前提下，也說明復(fù)合板的單板基材在熱壓過程中會受到一定程度的破壞。

圖4 熱壓壓力對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.3.2 靜曲強度與彈性模量 熱壓壓力的大小直接影響板坯的壓縮率與密度。從圖4可以看出，在熱壓溫度為170 ℃、熱壓時間為10 min時，隨著熱壓壓力從0.8 MPa增加到1.2 MPa，WPCP的靜曲強度與彈性模量均有較大提高, 其中靜曲強度增加了74.2%，彈性模量增加了66.3%；當(dāng)熱壓壓力從1.2 MPa升高到1.5 MPa時，WPCP的靜曲強度與彈性模量均略有下降。究其原因，是因為在較小的熱壓壓力(0.8 MPa)下，復(fù)合板中單板的壓縮率較小，塑料薄膜固化后，單板孔隙中由薄膜形成的“膠釘”與單板層之間的薄膜是連續(xù)的結(jié)構(gòu)，保留了聚乙烯塑料薄膜軟而韌的特點，所以復(fù)合板的靜曲強度與彈性模量較低，分別為37.77和5 019.23 MPa。隨著熱壓壓力增加到1.2 MPa，在較高熱壓溫度和持續(xù)熱壓作用下，單板表面會發(fā)生一定的彈塑性變形,使表面更加密實化[20],各層單板的壓縮率進(jìn)一步增大，復(fù)合板的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)表面硬中間韌的特點，從而提高了復(fù)合板的靜曲強度與彈性模量。當(dāng)熱壓壓力進(jìn)一步增加到1.5 MPa時，單板的壓縮率持續(xù)增加，較高的壓力可能會將單板表面的孔隙壓潰，不利于“膠釘”的形成，在受到外力作用時，抗變形能力略有下降，因此復(fù)合板的靜曲強度與彈性模量也隨之降低。

2.4 熱壓時間對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.4.1 膠合強度 圖5表明，熱壓時間對WPCP膠合強度的影響不顯著。在固定工藝參數(shù)，即熱壓溫度為170 ℃、熱壓壓力為1 MPa時，隨著熱壓時間從5 min增加到10 min，WPCP的膠合強度略有提高，增加了17.4%；當(dāng)熱壓時間從10 min繼續(xù)升到12 min時，WPCP的膠合強度反而略有下降，減小了7.8%。其原因與高密度聚乙烯薄膜的熔點和尾巨桉單板的傳熱有關(guān)。余養(yǎng)倫等[20]研究表明，對5層的桉樹單板層積材(單板厚為2.5 mm), 當(dāng)熱壓溫度為140 ℃時，板坯芯層溫度在熱壓時間為 3.3 min左右就能達(dá)到140 ℃。本試驗采用桉樹單板厚度為2.2 mm的5層復(fù)合板，當(dāng)熱壓板的溫度為170 ℃，在5 min內(nèi)板坯芯層溫度一般也能達(dá)到170 ℃，從而使各層塑料薄膜充分熔化。但試驗結(jié)果顯示熱壓5 min時復(fù)合板膠合強度略小，可能是由于熱壓時間短，熔融狀態(tài)的塑料薄膜無法在單板表面充分?jǐn)U展、滲透，冷卻固化后形成的“樹枝狀膠釘”數(shù)量較少所致。隨熱壓時間由10 min延長到12 min，復(fù)合板的膠合強度反而下降，主要是因為聚乙烯塑料薄膜厚度較小，熱壓時間過長會使塑料薄膜過度滲透到單板表面的孔隙中造成膠合界面的薄膜分布不均勻，固化的薄膜不連續(xù)，反而使膠合強度降低。同時，速生材桉樹單板胞壁薄，長時間的高溫和壓力作用會使木材部分降解，導(dǎo)致單板基材強度降低，試件測定過程中木材破壞率略高也證明了這一點。

圖5 熱壓時間對WPCP物理力學(xué)性能的影響

2.4.2 靜曲強度與彈性模量 圖5表明，熱壓時間對WPCP靜曲強度與彈性模量的影響也不顯著。隨著熱壓時間的增加，WPCP的靜曲強度和彈性模量均呈先增加后減小的趨勢，在熱壓時間為10 min時達(dá)到最高，分別為65.36和8 309.32 MPa，其原因與熱壓時間對膠合強度的影響相似。當(dāng)熱壓時間從10 min繼續(xù)升到12 min時，靜曲強度和彈性模量分別下降了10.1%和8.3%。這是因為速生材桉樹的細(xì)胞壁較薄，在一定的溫度和壓力作用下，隨著熱壓時間的延長，木材容易被軟化壓縮或部分分解, 與熱壓板接觸的單板表面會發(fā)生彈塑性變形，復(fù)合板的正、背面呈現(xiàn)輕微的炭化跡象，使復(fù)合板表層材料具有一定的脆性而降低了復(fù)合板的靜曲強度和彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)。

3 結(jié) 論

1)對復(fù)合板膠合界面在數(shù)字顯微鏡下的微觀形態(tài)進(jìn)行觀察與分析后可知，速生材桉樹單板表面經(jīng)過軋孔處理可以提高大黏度塑料薄膜的滲透性，單板孔隙中的薄膜與單板層之間的薄膜固化后形成交叉的“樹枝狀膠釘”，可以明顯提高木塑復(fù)合膠合板的膠合強度等物理力學(xué)性能，是一種可行的無醛膠合板的生產(chǎn)工藝方法。

2)在本試驗的高密度聚乙烯塑料薄膜品種和試驗因子水平范圍內(nèi)，對尾巨桉單板/高密度聚乙烯塑料薄膜復(fù)合膠合板而言，影響復(fù)合板膠合強度等物理力學(xué)性能的熱壓工藝參數(shù)顯著程度順序為：熱壓溫度>熱壓壓力>熱壓時間。

3)在本試驗條件下，當(dāng)熱壓工藝參數(shù)分別為:熱壓溫度170～180 ℃，熱壓壓力1.0～1.2 MPa，熱壓時間8～10 min時，WPCP的膠合強度、靜曲強度(MOR)和彈性模量(MOE)分別為1.21～1.32 MPa、42.76～65.81 MPa 和6 678.43～8 348.93 MPa，其MOR和MOE的值達(dá)到普通膠合板的性能要求，可以生產(chǎn)出膠合強度符合國家Ⅰ類膠合板要求的無醛膠合板。

4)根據(jù)試驗結(jié)果，考慮熱壓溫度為180 ℃時容易導(dǎo)致復(fù)合板表面變色，選擇最佳熱壓溫度為170 ℃；另外，提高熱壓壓力會使復(fù)合板壓縮率加大，出材率降低，所以熱壓壓力為1.0 MPa比較合理；綜合權(quán)衡生產(chǎn)成本和復(fù)合板性能指標(biāo)，尾巨桉單板/高密度聚乙烯塑料薄膜復(fù)合膠合板的最優(yōu)熱壓工藝條件為：熱壓溫度170 ℃，熱壓壓力1.0 MPa，熱壓時間10 min。對于厚型復(fù)合板的制備要考慮板坯的傳熱速度，其工藝參數(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

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Hot-pressing technology of formaldehyde-free plywood made by veneers with rolling holes and high-density polyethylene film

YE Cui-xian1a，YANG Wen-bin1b，XU Jian-ying2，CHEN Zu-jian1a，LIAO Rui2，ZHONG Zhu2

(1 aArtsCollege,bCollegeofMaterialEngineering,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou，F(xiàn)ujian350002,China;2CollegeofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha，Hunan412004,China)

【Objective】 Base on the characteristics of high viscosity of HDPF after melting,the feasibility and hot-pressing technology of formaldehyde-free plywood made byEurophylla×Egrandisveneers with rolling holes and high-density polyethylene film (HDPF) were determined.【Method】 The microstructure of WPCP interface was revealed using microscope.The effects of hot-pressing conditions (hot-pressing temperature,pressure,and time) of WPCP on the bonding strength,modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) were investigated through single factor analysis to determine hot-pressing conditions of WPCP.【Result】 Rolling hole treatment of veneer surface improved the permeability of plastic film and formed film structure of “branch-like glue nails” among veneer layers.Under the conditions of hot-pressing temperature of 170-180 ℃,hot-pressing pressure of 1.0-1.2 MPa and hot-pressing time of 8-10 min,the numerical ranges of bonding strength,MOR and MOE of WPCP were 1.21-1.32 MPa,42.76-65.81 MPa,and 6 678.43-8 348.93 MPa,respectively.MOR and MOE met the performance requirements of ordinary plywood to generate formaldehyde-free plywood in line with the National standard of Ⅰ type plywood.【Conclusion】 Based on the consideration of both cost and performance of WPCP,the optimized conditions were:hot-pressing temperature 170 ℃,hot-pressing pressure 1.0 MPa,and hot-pressing time 10 min.The resulted MOR and MOE of WPCP were 64.13 MPa and 8 167.57 MPa,which were equivalent to the properties of medium hard wood.

veneer with rolling holes;HDPF film;formaldehyde-free plywood;wood-plastic composite plywood；hot-pressing technology

時間:2015-11-11 16:16DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.12.011

2014-04-10

福建省科技廳引導(dǎo)性項目(K53150001A)；福建省科技廳重大區(qū)域?qū)ｍ?2012N31010102)；國家林業(yè)局“948”項目(2011-4-22)；國家自然科學(xué)基金項目(30771681)

葉翠仙(1966-)，女，福建福鼎人，副教授，主要從事家具工程與設(shè)計研究。E-mail：yecuix1001@126.com

徐劍瑩(1965-)，女，福建福清人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事人造板工藝研究。E-mail：xujykyoto@163.com

TS653.3

A

1671-9387(2015)12-0076-07

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